// 设计你的循环队列实现。 循环队列是一种线性数据结构，其操作表现基于 FIFO（先进先出）原则并且队尾被连接在队首之后以形成一个循环。它也被称为“环形缓冲器”。

// 循环队列的一个好处是我们可以利用这个队列之前用过的空间。在一个普通队列里，一旦一个队列满了，我们就不能插入下一个元素，即使在队列前面仍有空间。但是使用循环队列，我们能使用这些空间去存储新的值。

// 你的实现应该支持如下操作：

// MyCircularQueue(k): 构造器，设置队列长度为 k 。
// Front: 从队首获取元素。如果队列为空，返回 -1 。
// Rear: 获取队尾元素。如果队列为空，返回 -1 。
// enQueue(value): 向循环队列插入一个元素。如果成功插入则返回真。
// deQueue(): 从循环队列中删除一个元素。如果成功删除则返回真。
// isEmpty(): 检查循环队列是否为空。
// isFull(): 检查循环队列是否已满。
//  

// 示例：

// MyCircularQueue circularQueue = new MyCircularQueue(3); // 设置长度为 3
// circularQueue.enQueue(1);  // 返回 true
// circularQueue.enQueue(2);  // 返回 true
// circularQueue.enQueue(3);  // 返回 true
// circularQueue.enQueue(4);  // 返回 false，队列已满
// circularQueue.Rear();  // 返回 3
// circularQueue.isFull();  // 返回 true
// circularQueue.deQueue();  // 返回 true
// circularQueue.enQueue(4);  // 返回 true
// circularQueue.Rear();  // 返回 4
//  

// 提示：

// 所有的值都在 0 至 1000 的范围内；
// 操作数将在 1 至 1000 的范围内；
// 请不要使用内置的队列库。

#include "stdc++.h"

using namespace std;

/* 数组
*/
class MyCircularQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
    MyCircularQueue(int k) : m_capacity(k) { 
        m_circularQueue = vector<int>(k, 0);
    }
    
    /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    bool enQueue(int value) {
        if (m_size == m_capacity) {
            return false;
        }
        m_circularQueue[(m_headIndex + m_size) % m_capacity] = value;
        m_size += 1;
        return true;
    }
    
    /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    bool deQueue() {
        if (m_size == 0) {
            return false;
        }
        m_headIndex = (m_headIndex + 1) % m_capacity;
        m_size -= 1;
        return true;
    }
    
    /** Get the front item from the queue. */
    int Front() {
        if (m_size == 0) {
            return -1;
        }
        return m_circularQueue[m_headIndex];
    }
    
    /** Get the last item from the queue. */
    int Rear() {
        if (m_size == 0) {
            return -1;
        }
        int tailIndex = (m_headIndex + m_size - 1) % m_capacity;
        return m_circularQueue[tailIndex];
    }
    
    /** Checks whether the circular queue is empty or not. */
    bool isEmpty() {
        return (m_size == 0);
    }
    
    /** Checks whether the circular queue is full or not. */
    bool isFull() {
        return (m_size == m_capacity);
    }
private:
    vector<int> m_circularQueue{}; // 数组
    int m_headIndex{0}; // 头节点索引
    int m_size{0}; // 当前长度
    int m_capacity{0}; // 容量
};

struct Node {
    int value{};
    Node* next{nullptr};
    Node(int value) : value(value) {}
};
/* 单链表
*/
class MyCircularQueue {
public:
    /** Initialize your data structure here. Set the size of the queue to be k. */
    MyCircularQueue(int k) : m_capacity(k) {}
    
    /** Insert an element into the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    bool enQueue(int value) {
        if (m_size == m_capacity) {
            return false;
        }
        Node* node = new Node(value);
        if (m_size == 0) {
            m_head = node;
            m_tail = node;
        } else {
            m_tail->next = node;
            m_tail = node;
        }
        m_size += 1;
        return true;
    }
    
    /** Delete an element from the circular queue. Return true if the operation is successful. */
    bool deQueue() {
        if (m_size == 0) {
            return false;
        }
        m_head = m_head->next;
        m_size -= 1;
        return true;
    }
    
    /** Get the front item from the queue. */
    int Front() {
        if (m_size == 0) {
            return -1;
        } else {
            return m_head->value;
        }
    }
    
    /** Get the last item from the queue. */
    int Rear() {
        if (m_size == 0) {
            return -1;
        } else {
            return m_tail->value;
        }
    }
    
    /** Checks whether the circular queue is empty or not. */
    bool isEmpty() {
        return (m_size == 0);
    }
    
    /** Checks whether the circular queue is full or not. */
    bool isFull() {
        return (m_size == m_capacity);
    }
private:
    Node* m_head{nullptr};
    Node* m_tail{nullptr};
    int m_size{0};
    int m_capacity{0};
};

/**
 * Your MyCircularQueue object will be instantiated and called as such:
 * MyCircularQueue* obj = new MyCircularQueue(k);
 * bool param_1 = obj->enQueue(value);
 * bool param_2 = obj->deQueue();
 * int param_3 = obj->Front();
 * int param_4 = obj->Rear();
 * bool param_5 = obj->isEmpty();
 * bool param_6 = obj->isFull();
 */


// 方法1：数组
class MyCircularQueue {
public:
    MyCircularQueue(int k) {
        capacity = k + 1;
        elements = vector<int>(capacity);
    }

    bool enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        elements[rear] = value;
        rear = (rear + 1) % capacity;
        return true;
    }

    bool deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        front = (front + 1) % capacity;
        return true;
    }

    int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return elements[front];
    }

    int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return elements[(rear - 1 + capacity) % capacity];
    }

    bool isEmpty() {
        return rear == front;
    }

    bool isFull() {
        return ((rear + 1) % capacity) == front;
    }
private:
    vector<int> elements;
    int capacity;
    int front = 0; // 首元素下标
    int rear = 0;  // 尾元素下标
};

// 方法2：链表
struct Node {
    Node* next;
    int value;
    Node(int val) : value(val), next(nullptr) {} 
};

class MyCircularQueue {
public:
    MyCircularQueue(int k) {
        capacity = k;
    }
    
    bool enQueue(int value) {
        if (isFull()) {
            return false;
        }
        Node* node = new Node(value);
        if (nullptr == head) {
            head = tail = node;
        } else {
            tail->next = node;
            tail = node;
        }
        ++size;
        return true;
    }
    
    bool deQueue() {
        if (isEmpty()) {
            return false;
        }
        Node* node = head;
        head = head->next;
        --size;
        delete node;
        node = nullptr;
        return true;
    }
    
    int Front() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return head->value;
    }
    
    int Rear() {
        if (isEmpty()) {
            return -1;
        }
        return tail->value;
    }
    
    bool isEmpty() {
        return size == 0;
    }
    
    bool isFull() {
        return size == capacity;
    }
private:
    Node* head = nullptr;
    Node* tail = nullptr;
    int size = 0;
    int capacity;
};

